CT基本原理与概述.ppt

,CT基本原理与概述陈瑞权,CT：(COMPUTEDTOMOGRAPHY)以X线束对体部某一选定体层层面进行扫描,测定透过的X线量,数字化后经过计算得出该层面各个单位容积的吸收系数,然后重建图像的一种成像技术。,CT的组成CT成像原理CT的发展过程,CT机的组成,X线发生装置X线检测接收装置机械运动装置计算机设备图像显示及存储装置工作站,X线发生装置,高压发生器X线管冷却系统准直器:调节层厚，减少辐射剂量，改善CT图像质量滤过器:吸收低能量X线，优化射线能谱，减少辐射剂量,X线检测接收装置,探测器数据采集系统DAS,探测器,作用：将X射线能转换为可供记录的电信号的装置，通过测量它接受的X射线量，然后产生与X射线量成正比的电信号。类型：气体探测器：惰性气体-氙气电离，量子探测效率低，低端使用固体探测器：X射线照射闪烁晶体使之瞬间发光，利用光电倍增管将这种闪烁晶体转换为电信号，再用电子线路和器件将它们放大并存储下来。几何利用率在50%-80%。闪烁晶体探测器（铊激活碘化钠晶体、铊激活碘化铯晶体、钨酸镉晶体）和稀土陶瓷探测器（宝石探测器：宝石加稀有元素-GE）光子计数探测器,数据采集系统DAS,*模数转换器是CT数据采集系统（DataAcquisitionSystem，DAS）的主要组成部分。*CT最初探测到的是连续的随时间而变的模拟信号，可由电压表读取或由示波器显示，但无法被计算机识别。*模数转换器将来自探测器的输出信号放大、积分后多路混合变为数字信号送入计算机处理。,机械运动装置,扫描机架滑环扫描床,扫描机架,*机架与检查床相垂直。*机架内装有成像系统组件:滑环、X线管、高压发生器、准直器、探测器和数据采集系统等*机架孔径和倾斜范围在应用中较为重要:孔径:机架开口大小：多为70cm,最大80cm*机架须能倾斜，以适应不同患者情况和各种检查的需要，倾角:最大30,滑环,含义：CT扫描机架中去掉电缆，代以铜制滑环和导电碳刷，通过碳刷和滑环的接触导电,使机架作单向连续旋转，即滑环技术。结构形状：盘状滑环:圆盘状，导通部分设在盘面上。筒状滑环:圆筒状，导通部分位于圆筒侧面。III.传导方式:低压滑环（大多数厂家都采用）。高压滑环（易高压放电导致高压噪声）。,扫描床,*作用:运载患者,扫描定位*要求:承重:确保特殊体型患者的检查需要床面材料:由易被X线穿透、能承重和易清洗的碳素纤维组成驱动：磁悬浮气垫老式皮带*床纵向移动要求:平滑，精度高，绝对误差进床移动再扫描进床移动螺旋扫描扫描和进床移动同时进行,定位片扫描,X线球管和探测器静止检查床移动扫描成像用于扫描前定位,轴位扫描,X线和探测器360度旋转检查床静止扫描得到横断位的图像床进到下一个位置再扫描,螺旋扫描,X线球管和探测器360度旋转检查床同时进床移动扫描得到容积成像,图像质量的改进19722000,1972年,2000年,CT发展历程,第一代：平移+旋转扫描式笔形扫描线束，时长伪影大第二代：平移+旋转扫描式扇形线束，射线利用率低第三代：旋转-旋转扫描式较宽的扇形角第四代：旋转-静止扫描式扇形线束角度大，对散射线及其敏感第五代：电子束X射线管，对射线源要求比较高螺旋CT（SSCT）：对整个容积进行快速连续扫描多层螺旋CT机（MSCT）：探测器呈弧面排列后64层CT,10mm,20mm,24mm,28mm,32mm,40mm，160mm,分辨率(层厚)：10mm,5mm,2.5mm,1.25mm,0.625mm，0.25mm(黄金分割点),提升扫描覆盖范围,扩大覆盖范围、提升扫描速度、增强临床功能,8层螺旋CT,2001,16层螺旋CT,2002,64层、双源螺旋CT,2004,2008,320层容积CT,1993,东芝-AquilionOne320层容积CT,320 x0.5mm探测器单元：2010年升级为640层（探测器不变，通过扫描时z轴上通道的动态偏置达到双倍采样的目的，获得双倍640层图像）探测器宽度大带来锥形线束伪影和图像质量下降Z轴16cm的覆盖范围：球管旋转一次可以获得0.5mm层厚的各向同性信息，器官容积灌注和运动功能成像350msec的机架旋转速度,Philips-256层Brilliance极速iCT,128X0.625mm球面探测器（纳米平板探测器），消除X-Y-Z的散射线，减少伪影，提高图像清晰度；采用动态四焦点，共轭采集技术，通过Z轴双倍采样，获得256层图像数据扫描机架旋转部分采用了空气轴承技术，达到0.27msec的机架旋转速度。,GE-DiscoveryHD750宝石CT,640.625mm宝石探测器，缩短了探测器的响应时间和余辉时间，采用动态变焦球管，瞬间变能高压发生器系统，使曝光的同时产生两种电压的变化，产生高低不同的辐射能，达到单能谱功能成像西门子-SOMATOMDefinitionFlashStellar光子CT双球管双探测器，能谱分析，83ms时间分辨率，0.27msec的机架旋转速度，stellar光子探测器（低剂量高清晰），采集速度快（43cm/s,心脏0.25s,全身4s),多能谱CT成像利用物质在不同X射线能量下产生的不同的吸收来提供比常规CT更多的影像信息,序列扫描成像技术：CT成像系统不发生改变，采用两次旋转扫描成像，一次采用高kVp（如140kVp）的X射线，一次采用低kVp（如80kVp）的X射线。两次成像数据在图像数据空间匹配，进行双能减影。双球管双能量成像技术：两套球管和探测器，同时产生X射线，一个高kVp的X射线，一个低kVp的X射线。两套系统分别独立采集数据信息，并在图像空间匹配，进行双能减影分析。通常使用最低电压（80kVp）和最高电压（140kVp）来达到最大能量分离以最大限度地区分不同的物质。单源瞬时kVp切换技术：通过使用单一球管中高低双能（80kVp和140kVp）的瞬时切换（0.5ms的能量时间分辨率）产生时空上完全匹配的双能数据，实现数据空间能谱解析。双层探测器技术：每一层探测器仅对一定能量的X射线光子产生激发作用，两块探测器之间用滤片将射线整形